高 德 納 的 二 十 年 計 畫     
                                                            8123033 穆信成
高德納已經五十八歲了。  他打算再花二十年的時間繼續他的著作，
The Art of Computer Programming.   大家知道  Donald E. Knuth
是資訊科學界公認的大宗師，  知道他以他的重量級著作   The Art
of Computer Programming(以下簡稱TAOCP)[2,3,4] 聞名於世，原計
畫要出七冊，但目前只完成了三冊。但也許並沒有很多人知道他還有
個中文名字：「高德納」。
  * * *
TAOCP 這套書的名氣這麼大，敢去碰它的人反倒不多。寒假我因為一
些原因，讀了高德納的另一本書 "The Stanford GraphBase"[1]。大
師的書到底是什麼樣子呢？ 
高德納在序言裡說了寫這本書的原因：在寫 TAOCP 的第四冊前， 他
想要用一個叫做 ladders 的遊戲當作貫穿全書的例子。 於是寫了不
少相關的程式和龐大的測試資料，最後集結成了一個程式／資料庫。
他想這套 GraphBase 可以作為大家測試 graph 演算法的基礎，讓那
些 「街上混的程式員們 (programmers-on-the-street)」 知道電腦
科學家們也會做實際的事。另外，這套程式庫全部用他鼓吹的 liter-
ate programming 方式寫成，也可以當成一個活生生的例子。
最後一個，但卻是最重要的原因是，"to have fun".「的確，快樂是
這一路上最主要的原因，但我不敢承認。電腦科學家們總是得裝出一
副咬牙工作的樣子，讓別人心甘情願付給他們高薪水。但遲早這個社
會得承認， 有些工作仍然值得尊敬 --- 即使它們比任何事情都要來
得有趣。」
我不禁笑了。高德納在辦正事的途中岔出去做別的事情，一做就是好
幾年已經不是第一次。TeX 這個現在大家都在用的排版系統不就是他
嫌 TAOCP 被排得不好看， 因此自己捲起袖子研究電腦排版的產物嗎？
Tex 耗去了他十年的光陰，而這本 Stanford GraphBase 則可以追溯
到二十年前。高德納好像永遠不怕老？
Ladders 這個遊戲是這樣的：挑兩個五個字母的英文單字，試試看一
次一個字母，把一個字變成另外一個。但是在過程中它必須仍然是一
個英文單字。比如說把 black 變成 white 的方法是這樣的：
    black -> brack -> brace -> trace -> trice -> trite
    -> write -> white
大家看得出來，如果把每個單字當作一個 node,  兩個單字如果只差
一個字母，就連一條 edge,  那麼這個遊戲可以想成在兩個 node 中
找一條 path .
但 GraphBase 有趣的地方卻是資料。 高德納收集了一個含 5757 個
單字的資料庫。他參考了 1971 年以前 Beeler 為了這個遊戲專門編
的一部字典，刪去老的字，加入新的單字。高德納花了很大篇幅解說
他選字的標準：姓名不選，所以 Knuth 就沒有了；但是 gauss 已經
是一個電磁學單位，所以受錄了進去。他很耐心的等到 e-mail 終於
被大家寫成 email, 以便把他收集到資料庫中。
接下來就開始玩這個資料庫囉。高德納發現 5757 個單字中，有 774
個 degree 是 1 的（只有一根接出去的 edge），位居第一。Degree
= 2 的也有 727 個。株連最廣的單字是 "bares" 和 "cores" ， de-
gree = 25，而 "cores" 的 25 個鄰居都是 degree 大於 9 的。 De-
gree = 1 的單字中有 103 組根本就是孤零零的兩兩成對，如 alpha-
aloha, gonad-monad.  跑一個找 connected component 的演算法，
發現大部分的單字都在同一個有 4493 個單字的大 component 裡面。
高德納自己定了一個方法橫量單字在文章中的出現頻率。 在這 5757
個單字中， "which" 是最常出現的， 其次是 "there" 和 "their"。
"often" 果然常出現，比出現("occur") 還要常出現。
看來高德納真的是玩得不亦樂乎呢。"to have fun",  於是我們可以
想像高德納出這本書的真正原因，是他自己建了這些資料後，發現越
玩越有趣，終於忍不住想出書了。
玩過了單字，想知道美國大學足球隊誰比較強嗎？高德納已經把 120
支隊伍的 638 場比賽建成 graph 了。 他又參考資料， 找出美國的
128 個城市之間的最短距離，並且在發現前人的資料明顯錯誤後自己
寫程式來修正。把蒙娜麗莎的微笑掃描起來後，高德納示範了如何運
用 bipartite graph matching 的技巧，用骨牌重新拼出這幅名畫。
高德納的文筆親切而幽默。CWeb 是他大力推廣的 literate program-
ming 系統，他認為每個人都應該有一套。 「但是今天已經沒什麼人
能永遠跟上新軟體的發行，所以如果你沒有 CWeb,也不用覺得太有罪
惡感。」 接下來他解釋如何安裝  Stanford GraphBase,  這一段的
makefile 可以給想學 make 的同學們做很好的參考。 如果裝不起來
呢？高德納問，你有沒有好好祈禱呀？最後，他希望大家能像他一樣，
多用這些程式庫和資料檔做些實驗，「也許有天你也會迫不及待地想
出本這樣的書呢！」
瀏覽了全書，我想：高德納到底是太閒，還是有用不完的精力？將近
六十歲的他，仍舊充滿著旺盛的活力和赤子般的好奇心，而這一切又
以他深厚的功力做為基礎。
* * *
四月號的 Dr. Dobb's Journal 做了一篇高德納的專訪[5]。 為什麼
寫書寫到一半， 卻花了十年的時間在 Tex 上？   他說，  Niklaus
Wirth （Pascal, Modular-2 和 Oberon 的設計者）一直想設計飛機，
但他發現他需要夠好的工具，於是他設計了一個個的電腦語言，造了
自己的電腦。高德納也希望他的書能夠不因科技的進步而被淘汰，希
望即使製書的科技進步，他的書仍舊是用領先的方式製作的。
談到另一位大師 Edsgar Dijkstra, 他說 Dijkstra 的力量來自於他
不妥協的拗脾氣。「光是想像用 C++ 寫程式就會讓他病倒！」Dijk-
stra 的拿手技巧是鉅細靡遺地用 formal 方法推導、檢驗程式， 這
和工業界不斷產生數以 mega 計的軟體，  但使用者卻無時不負擔著
bug 的風險的實際情況顯然有段差距。高德納則認為自己位於兩種極
端的中間。一方面他贊同 formal 方法提供的可靠性，但他也知道在
大系統中這種方式的極限。他盡力維持他的軟體的品質，因此他願意
提供賞金給在 TeX 中找到新 bug 的人。
* * *
由於高德納已經不用 email 了，他有一個 Web page[6]，
    http://www-cs-faculty.Stanford.EDU/~knuth/
裡頭還有個 FAQ, 可以看到他中文名字的圖章。大家劈頭要問的當然
是：第四冊什麼時候出來呀？
他說，TAOCP的第四冊將會分成三部份，4A : Enumeration and Back-
tracking, 4B : Graph and Network Algorithms 和 4C : Optimiza-
tion and Recursion.  從 1997 年開始，他會以大約每 128 頁為一
個單位（ 高德納好像很喜歡用 2 的乘冪做單位，他付給找出 TAOCP
中錯誤的賞金也是 $65536 分）把第四冊的部份散發給大家，聽取各
方的意見。如果一切順利，第四冊將在 2003 年正式完成。第五冊的
完成時間則定在 2009 年。第五冊告一段落後，他會重新整理 TAOCP
的一到三冊，更新內容。再下一步，他將把一到五冊的重要內容全部
濃縮在一本書裡。之後才著手進行六和七冊。
所以，高德納至少得活到 2020 年囉....
為了完成 TAOCP, 高德納已經退休，過著半隱士的生活。 他不用 e-
mail, 不怎麼會見訪客， 取消大部分的演講和旅行。 他說，他得用
batch 方式工作，而不能把事情 swap 來 swap 去的。他託人在家裡
造了一座管風琴，空閒的時間裡，他就會彈彈琴自娛。如果你會彈琴，
他很願意和你見個面，來個四手聯彈。
為什麼那麼賣力呢？ 在DDJ的專訪裡， 當被問到他是否能從 Tex 和
Metafont 圖利時， 他說，一旦一個人能夠餵飽自己，能夠有個安身
之所，剩下的就是他能為別人做些什麼，如何能為群體做出一些貢獻
了。
因此他很希望程式創作者們不要把演算法當作自己的私產。程式應該
容易閱讀和了解，因為越多人能夠了解它，它才能夠發揮越大的影響
力。
也許他也是基於這個想法繼續 TAOCP 的寫作吧？  在他的 web page
中，對於他的這件「此生的大事」，他下了這樣的註腳：「我嘗試著
盡我所能的去學習電腦科學裡的一些領域，然後把這些知識摘要成大
家比較容易了解的方式，讓沒有那麼多時間做這種學習的人也能夠吸
收他們」。
為了這個目的，他必須閱讀超過二十萬頁的文件，然後把它們濃縮到
兩千頁裡頭。他寫的東西並不是最流行的，但他希望他能從日新月異
的新技術中，萃取出值得存活到下個世紀的東西。
不禁想起前陣子同學討論到的話題：專家是訓練有素的狗嗎？我們該
不該成為專家？高德納毫無疑問地是個專家，但他的大師學養和風範
也許能給我們不少啟發。
Reference
[1] Donald E. Knuth, The Stanford GraphBase : A Platform for Combinatorial 
     Computing, Addison-Wesley, 1993
[2] Donald E. Knuth, The Art of Computer Programming, Vol 1 : Fundamental
     Algorithms, Addison-Wesley, 1973
[3] Donald E. Knuth, The Art of Computer Programming, Vol 2 : Seminumerical
     Algorithms, Addison-Wesley, 1973
[4] Donald E. Knuth, The Art of Computer Programming, Vol 3 : Sorting and
     searching, Addison-Wesley, 1973
       The Art of Computer Programming 有日文，俄文，西班牙文等許多國的版本。
       其中，中文版資料如下
       Chinese translation by Guan JiWen and Su YunLin, Pei Xue He Cha Zhao,
       Beijing: Defense Industry Publishing Co., 1985
[5] Jack Woehr, An interview with Donald Knuth, Dr. Dobb's Journal, April
     1996, p16-p22
[6] Donald E Knuth's WWW Page : http://www-cs-faculty.Stanford.EDU/~knuth/
     http://www.geekchic.com/repliq6.htm 也有一篇小小的訪問。高德納最喜歡的
     語言是 CWeb, 最喜歡的運動是棒球，認為有許多人是他值得崇敬的。
    高德納將在最近將他的論文以更淺顯的方式整理過後，重新集結出版。
    這套書的預定讀者並不是電腦科學的專家，似乎很值得一讀。這套書
    將有八本，前兩冊已經出版：
[7]  Literate Programming, Stanford, California: Center for the Study of
      Language and Information, 1992
[8]  Selected Papers on Computer Science, Stanford's Center for the Study
      of Linguistics and Information and Cambridge University Press, spring,
      1996
[9]  Selected Papers on Analysis of Algorithms, to be published
[10] Selected Papers on Computer Languages, to be published
[11] Selected Papers on Design of Algorithms, to be published
[12] Selected Papers on Digital Typography, to be published
[13] Selected Papers on Discrete Mathematics, to be published
[14] Selected Papers on Fun and Games, to be published

　　这首曲描述的是在静静的夜色里，幽室内一对恋人密会的动人情景。抱怨是那可恨的公鸡因日出鸣叫吵醒了他们的甜梦。女的催男走时，男的却说那只是苍蝇在叫。女子又说东方亮了，男的却指那仍是月亮的光芒。女的没法，唯有说若那是苍蝇的嗡嗡声，我愿陪你再共谐好梦，但若你应该归去而仍不走，会惹其他人说你不是。

8、脱了衣服我是禽兽，穿上衣服我是衣冠禽兽！

11、想污染一个地方有两种方法：垃圾，或是钞票！

18、啥时硬件也可以COPY就好了!

20、为配合今年中国计划生育工作的胜利完成，本人决定暂时不和异性朋友接触，谢谢合作。

21、没有钱，没有权，再不对你好点，你能跟我？

23、天上掉钞票我不会弯腰，因为天上连馅饼都不会掉，更别说掉钞票了。

24、你给我买10条烟总比我去一次夜总会划算吧。

25、要我扫地就绝对不刷碗，要我刷碗就绝对不扫地，两样一起做？你当我是外星人啊！

26、躺在床上看电视不如在看电视时上床。

27、给我一个支点，我把邻居那小子的汽车翘到沟里去，省得他见我就按喇叭。

28、参加选美的那些女人，都找不到好男人，因为好男人都结婚了，比如我。

30、如果猪都会飞了，谁还买飞机？骑着猪上天不就行了。

31、我的领带又找不到了，是不是你昨天又没有找到抹布？

32、在埃及，一个男人可以娶四个老婆，那得多累啊，还是中国好。

33、你还是让我跪搓板吧，跪电暖气是在受不了啊！

34、我就算是一只癞蛤蟆，我也决不娶母癞蛤蟆。

35、喝白酒一斤，我绝对没感觉，因为喝半斤就已经喝死了。

37、儿子不听话可以适当的打打，要不就显不出老子的威严，台湾问题就是如此。

39、我才不去见网友，除非国家修改一夫一妻制。

40、下辈子我还找你，因为除了我，你是最傻的。

41、长个包子样就别怨狗跟着！

42、偶尔幽生活一默你会觉得很爽，但生活幽你一默就惨了……

43、争吵的时候，男人和女人的区别像是步枪和机关枪的区别。

44、男人们幻想着我，我幻想着天堂。

45、当头晕的时候我终于明白了什么叫爱情。

46、爷爷都是从孙子走过来的……

47、猪有猪的思想，人有人的思想。如果猪有人的思想，那它就不是猪了——是八戒！

48、老天，你让夏天和冬天同房了吧？生出这鬼天气！

49、漏洞与补丁齐飞，蓝屏共死机一色！

52、不要在一棵树上吊死，在几棵树上多试试

54、早起的鸟儿有虫吃，早起的虫儿被鸟吃！
 
55、和一MM争论鲸鱼是不是鱼，最后我说“日本人也带个人字”，她这才同意鲸鱼不是鱼。

56、铁杵能磨成针，但木杵只能磨成牙签，材料不对，再努力也没用。

57、如果回帖是一种美德，那我早就成为圣人了。

58、人生不能像做菜、把所有的料都准备好才下锅。
 
59、听说女人如衣服，兄弟如手足。回想起来，我竟然裸奔了20年！

60、穿别人的鞋，走自己的路，让他们打的找去吧。
 
61、有一个很古老的传说，说是在北邮校园内能看到美女的人会长生不老……

62、难道全世界的鸡蛋联合起来就能打破石头吗？！所以做人还是要现实些……

63、不怕虎一样的敌人，就怕猪一样的队友！

64、夏天就是不好，穷的时候我连西北风都没得喝……

65、我也曾有过一双翅膀，不过我没用它在天上翱翔，而是放在锅里炖汤……

68、睡眠是一门艺术——谁也无法阻挡我追求艺术的脚步！

69、生，容易。活，容易。生活，不容易。

70、看尽天下A片，心中自然无码。

71、银行收费时说：“这符合国际惯例！”服务时却说：“要考虑中国国情！”

72、骑白马的不一定是王子，他可能是唐僧；带翅膀的也不一定是天使，他可能是鸟人。

73、c

74、站的更高，尿的更远。

75、生活有时就像被太监强奸一样——反抗是痛苦，不反抗还是痛苦！

76、我朋友在他女友手机里的名字是“他”，后来他们分手了，就变成了“它”……

77、没什么事不要找我，有事更不用找我！
 
78、你以为我会眼睁睁地看着你去送死吗？我会闭上眼睛的！

80、我拿什么整死你的爱人……

81、锻炼肌肉，防止挨揍！

82、天使之所以会飞，是因为她们把自己看得很轻……

83、我想早恋，但是已经晚了……

84、东边日出西边雨，导师无情我有情。

85、我爱你！关你什么事？

87、在床上，实践是检验功夫的唯一的标准。
 
88、拥抱真是个奇怪的东西，明明靠的那么近，却看不见彼此的脸。

89、这个世界上我只相信两个人，一个是我，另一个不是你。

90、我床上的不知道是谁媳妇，我媳妇不知道在谁的床上！

91、我真想亲口管你爷爷叫声：爹！

92、北科大骗了我大学四年，所以我打算用北科大教我的知识骗社会一辈子！

93、我身边的朋友们啊，你们快点出名吧，这样我的回忆录就可以畅销了……

94、当你穿上了爱情的婚纱，我也披上了和尚的袈裟……

97、如果我做了皇帝，就封你当太子！
 
98、妈的，我被人投诉了！客户说我给他的mp3文件没有图像！

99、始终没有沦为一名优秀的大学生，靠的就是坚强品质！

100、其实我是一个天才，只可惜天妒英才！

　　6.自从两个妓女自称是某名牌大学的毕业生后，我现在一般都自称为文盲！

　　7.天使和魔鬼拿我的灵魂拔河玩。

　　8.我曾经是个天使，真的～在降临人世间时上帝慈祥地对我说：“去吧孩子，你是个为补考而生的男人……”

　　9.初夜让人用肚脐眼给骗了……

　　10.男二号对女一号说：“你为什么要背着我去爱别人！”（2006隐讳签名之离骚）

　　11.抵制日货——日本骚货除外～　

　　12.男人偷腥时的智商仅次于爱因斯坦！

　　13.房价越来越高，所以，好男人越来越少……

　　14.来自侏罗纪的美女也能算是古典美女？？？

　　15.自去年“麦莎事件”后，CCTV现在唯一能让人相信的恐怕只剩下整点报时了……

　　16.午夜十二点准时下线！否则，公主就会变回灰姑娘～

　　17.有事秘书干，没事干秘书！

　　18.出门在外，请记住：一定要把牛B还给牛！

　　19.剥夺人民说话的权利，就如同强奸犯将一个女人摁倒在地却脱不下她的裤子一样令人抓狂～

　　20.爱我免费，包年优惠！

　　21.人生得意须尽欢，莫使娇妻空对房！

　　22.在天愿做比翼鸟，在地愿为同圈猪！

　　23.你放心，看到你我连食欲都没了，还谈什么性欲！！！

　　24.在喂猪的时候总会想起你……

　　25.自打我变成了一泡屎，就再也没有人敢踩在我头顶上啦~~~

　　26.我把KONKA的电视遥控器别在裤腰上，假装新买了个NOKIA手机～

　　27.如果早上来的晚一些的话，我想我会喜欢早上的……

　　28.给我织一条围巾，我愿以一生关怀相回报。否则，你就用围巾勒死我吧！

　　29.你的丑和你的脸没有关系……

　　30.一时的冲动，子孙的危机！

　　31.强奸易躲，意淫难防！

　　32.出售壮男，电话110；出售护士，电话120。

　　33.爱一个人就是能在她自杀时给她一把刀！！！

　　34.淫以为荣，醉有风度~

　　35.真爱你的不是在雨天能为你撑起伞的那个人，而是能陪你一起淋病的那个~

　　36.键盘速度时常跟不上思路～

　　37.日出只要在日落前出现就好，上课只要在下课前到达就好。

　　38.我坚持认为海带和虾皮是海鲜，这样我就可以跟自己的朋友很NB地说：“我经常吃海鲜！”

　　39.我掏出金卡说三个字：“随便刷！”天下没有一个女人不会被感动的！！！

　　40.拉屎最低配置：钱江晚报一份；建议配置：体坛周报一份+草纸一张；豪华配置：中华一根+花花公子一本+草纸若干。

　　41.我喝水只喝纯净水，牛奶只喝纯牛奶，所以我很单纯……

　　42.为配合今年中国计划生育工作的胜利完成，本人决定暂时不和异性朋友接触，谢谢合作～

　　43.既然男人都靠不住，那我还是找个又帅又有钱的吧～

　　44.为中华而努力读书——一包中华好多钱啊~~~

　　45.我只说三句话，包括上面那句，我的话完了……

　　46.看到你笑，我伤心了好几天；看到你哭，我高兴了好几年！！

　　47.跟我走，我带你去梦游！

        48.天苍苍，野茫茫，硬把红杏拽出墙！！！

　　49.八戒的老婆是谁？猪啊~~~

　　50.男人在不懂的时候装懂，而女人则恰好相反~

　　51.一山不能容二虎，除非一公和一母！

　　52.靓影说：“超女那玩意儿，是个男人剃了胡子就能拿冠军！”

　　53.中国足球对中国唯一贡献就是让越来越多的人关心起篮球来。

　　54.男人是让人靠的，所以你要可靠；女人是让人爱的，所以你要可爱~

　　55.喂~请问是中国移动吗？我是中国联通，我的小灵通坏了，你们能派中国铁通来修一下吗？

　　56.牛顿第一定律告诉我们：只有先充实自己，才能吸引别人；牛顿第三定律告诉我们：只有自己先对别人好，才能让别人对自己好。　　

　　57.杀死一个人，你是杀人犯；杀死一百万人，你是征服者；杀死所有的人，你就是上帝！

　　58.其实我小时候的梦想并不是要当什么科学家，我只是幻想自己是地主家的少爷，家有良田千顷，终日不学无术，没事领着一群狗奴才上街去调戏一下良家少女……

　　59.宁可大陆不长草，也要收复台湾岛；哪怕华夏遍地坟，也要杀光日本人！！！

　　60.爸问我为什么背着他学抽烟？我说：“台湾不回归，心情很郁闷！”

　　61.日本一天不陪罪，我就一天不从数学补考教室里出来！！

　　62.嗨，那个要用JJ撬地球的家伙！